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项目介绍:

CINNO Research产业资讯,随着世界各国5G无线网络的陆续推出,CEA-Leti开始展望数据传输能力更高的6G无线网络技术。


根据CEA-Leti 官网显示毫米波波段(20 GHz到300 GHz)的无线通信技术有望成为6G的节点技术,因为该波段拥有非常大的可用带宽,更大的带宽支持更高的数据传输速率。具体来说,CEA-Leti正在研究毫米波频段范围内的D频段,这是140 GHz频段上的新频谱,未来可能会成为6G无线通信的重要部分。
 
CEA-Leti和法国工程公司Siradel在为6G无线峰会(会议后来因新冠疫情取消)撰写的一篇论文中指出,他们的研究人员正在考虑将这些系统用到5G以外的一些应用中。这些应用具体包括大容量回程,增强的热点亭和近距离设备互联,它们对数据传输速度的要求(通常每个单元或每个链路大于100 Gbps)超过了5G技术所能支持的传输速度,而且不受亚太赫兹频率施加限制的影响。
 
 图1. CEA-Leti在KPIs相关亚太赫兹频段设想的无线连接方案
 
这篇标题为“D波段超5G无线连接技术路线图”的论文,概述了上述潜在应用以及实现这些应用所面临的挑战,另外它还介绍了这些新频谱的应用场景。最后,论文还讨论了上述应用场景需求之间的折中,以及当前构建6G技术规划方案所面临的硅技术挑战。

“使用D波段实现无线通信的挑战包括自由空间的传播损耗,该损耗和频率的平方成比例,必须使用高增益天线进行补偿。这些会增加设计上对天线指向性和对准效果的要求,” CEA-Leti的科学家Jean-BaptisteDoré说道,他是该论文的作者之一。
 
具体的限制是亚太赫兹波在传播时容易被墙壁、树木甚至窗户阻挡和吸收。实际上,即使传播路径非常通畅,系统还是需要增加高增益天线。为了应对这一挑战,CEA-Leti正在开发一种具有超高指向性和电可控的天线技术。

SIRADEL的光线追迹工具可以模拟亚太赫兹信号在街道内回传的路径,进而实现无线性能的评估。这种模拟工具基于3D建模,可以对树木、街道或室内家具造成的障碍和损失进行真实的模拟
 
亚太赫兹硬件集成电路技术,其中,ASK代表幅移键控;PSK代表相移键控;QAM代表正交幅度调制;QPSK代表正交相移键控;mHEMTs代表变质高电子迁移率晶体管;OOK:开关键控
 
由于CMOS技术无法生产出能够提供亚太赫兹应用所需最大频率的晶体管器件,CEA-Leti正在考虑针对这些应用采用创新架构优化的RF电路设计以及一些新材料和器件。
 
最近还有两篇论文分别在IMS2020和RFIC2020上发表,他们分别涉及低噪声放大器和用于通道绑定的可编程高阶倍频器。
 
对于设备间的互联通信,我们可以证明,使用空间复用和简单的RF架构就可以达到多个Gbps的吞吐量,”Doré说,“主要的结果是,通过模拟和数字信号的混合使用,晶体管所需功率可以降低到微瓦(10 ^ -6瓦)量级,这使CMOS技术的使用成为可能。
 
6G无线通信的关键促成技术设计已经开始,这项工作包括亚太赫兹频段新材料和设备的研究、RF CMOS架构的增强设计、天线系统和高性能数字处理设计。另外,CEA-Leti团队还有在研究片上系统和/或系统级封装的异构集成。
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法国CEA-Leti公司在毫米波D频段探索开发6G通信技术

法国CEA-Leti公司在毫米波D频段探索开发6G通信技术

CINNO Research产业资讯,随着世界各国5G无线网络的陆续推出,CEA-Leti开始展望数据传输能力更高的6G无线网络技术。


根据CEA-Leti 官网显示毫米波波段(20 GHz到300 GHz)的无线通信技术有望成为6G的节点技术,因为该波段拥有非常大的可用带宽,更大的带宽支持更高的数据传输速率。具体来说,CEA-Leti正在研究毫米波频段范围内的D频段,这是140 GHz频段上的新频谱,未来可能会成为6G无线通信的重要部分。
 
CEA-Leti和法国工程公司Siradel在为6G无线峰会(会议后来因新冠疫情取消)撰写的一篇论文中指出,他们的研究人员正在考虑将这些系统用到5G以外的一些应用中。这些应用具体包括大容量回程,增强的热点亭和近距离设备互联,它们对数据传输速度的要求(通常每个单元或每个链路大于100 Gbps)超过了5G技术所能支持的传输速度,而且不受亚太赫兹频率施加限制的影响。
 
法国CEA-Leti公司在毫米波D频段探索开发6G通信技术
 图1. CEA-Leti在KPIs相关亚太赫兹频段设想的无线连接方案
 
这篇标题为“D波段超5G无线连接技术路线图”的论文,概述了上述潜在应用以及实现这些应用所面临的挑战,另外它还介绍了这些新频谱的应用场景。最后,论文还讨论了上述应用场景需求之间的折中,以及当前构建6G技术规划方案所面临的硅技术挑战。

“使用D波段实现无线通信的挑战包括自由空间的传播损耗,该损耗和频率的平方成比例,必须使用高增益天线进行补偿。这些会增加设计上对天线指向性和对准效果的要求,” CEA-Leti的科学家Jean-BaptisteDoré说道,他是该论文的作者之一。
 
具体的限制是亚太赫兹波在传播时容易被墙壁、树木甚至窗户阻挡和吸收。实际上,即使传播路径非常通畅,系统还是需要增加高增益天线。为了应对这一挑战,CEA-Leti正在开发一种具有超高指向性和电可控的天线技术。

法国CEA-Leti公司在毫米波D频段探索开发6G通信技术
SIRADEL的光线追迹工具可以模拟亚太赫兹信号在街道内回传的路径,进而实现无线性能的评估。这种模拟工具基于3D建模,可以对树木、街道或室内家具造成的障碍和损失进行真实的模拟
 
法国CEA-Leti公司在毫米波D频段探索开发6G通信技术
亚太赫兹硬件集成电路技术,其中,ASK代表幅移键控;PSK代表相移键控;QAM代表正交幅度调制;QPSK代表正交相移键控;mHEMTs代表变质高电子迁移率晶体管;OOK:开关键控
 
由于CMOS技术无法生产出能够提供亚太赫兹应用所需最大频率的晶体管器件,CEA-Leti正在考虑针对这些应用采用创新架构优化的RF电路设计以及一些新材料和器件。
 
最近还有两篇论文分别在IMS2020和RFIC2020上发表,他们分别涉及低噪声放大器和用于通道绑定的可编程高阶倍频器。
 
对于设备间的互联通信,我们可以证明,使用空间复用和简单的RF架构就可以达到多个Gbps的吞吐量,”Doré说,“主要的结果是,通过模拟和数字信号的混合使用,晶体管所需功率可以降低到微瓦(10 ^ -6瓦)量级,这使CMOS技术的使用成为可能。
 
6G无线通信的关键促成技术设计已经开始,这项工作包括亚太赫兹频段新材料和设备的研究、RF CMOS架构的增强设计、天线系统和高性能数字处理设计。另外,CEA-Leti团队还有在研究片上系统和/或系统级封装的异构集成。
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